天然气站场进出站阀组的设置-.pdf

1 6 I 鼍 I 2。 2 年 。 月 天然气站场进出站阀组的设置 毛敏余洋李春艳孙在蓉 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 ， 四川成都6 1 0 0 4 1 摘 要 为统一对天然气站场进 出站 阀组 的认识 ，结合 国内天然气站场进 出站 阀组 的设置情 况和 应用 经验 ， 简要分析进 出站阀组的设置 目的、 方 法及位 置 ， 将 目前 国 内相关规 范对进 出站 阀组 的设 置规 定进行 比对 ， 提 出天然气集输站场 单井站 应在 井 口处设置高低压 紧急关断阀 ， 集气站和输气管道站 场 清 管站除外 应单独设置截 断阀并保持 一定 安全 距离， 清管站进 出站工艺截 断阀可兼作 E S D紧 急截 断阀。若 受外部条件限制无法做到， 则必须采取其他行之 有效的措施 ， 以适应 当前工程建设合 理 性的要求， 满足工 艺安全 需要。 关 键词 天然气站场； 进 出站阀组； 设置 文献标 识码 A 文章 编号 1 0 0 6 5 5 3 9 2 0 1 2 0 5 0 0 1 6 0 3 0前 言 天然气属于国家重要能源 ， 具有优质、 清洁、 环保 和不可再生 的特点。无论是天然气集输还是输气管 道 ， 都承担着 向下游用户供气的任务 ， 一旦管道停输 将对下游用户和管道本身造成重大经济损失。因此 ， 天然气站场起安全截断作用的进 出站 阀组则 至关 重 要。随着国内大型气田、 长距离高压大 口径管道工程 等建设高峰的到来 ， 在处理大气量 、 高压力 的天然气 管 道工 程设 计 中 ， 进 出站截 断 阀组 的设 置 问题更 加 突 显 ， 各 工程做 法 不一 。 目前 国 内相 关 规 范对 进 出站 截 断 阀组 的设 置 和 具体位置未作详细要求 ， 造成各工程截断阀组设 置不 统一。另外， 由于国家安全要求的 日益严格 ， 截断阀组 的配置相应也越来越完整和复杂 ， 该部分投资也随之 加大 。 本文对进出站阀组的设置 目的、 方法及位置进行 简要分析 ， 将 目前国内相关规范对进出站阀组 的设置 规定进行 比对 ， 提 出适合工程 的设置方 式 ， 以适应工 程建设合理性的要求。 1 进 出站阀组的设置 目的 为保证天然气管道 、 站场在事故状态下能迅速切 断气源 ， 防止事故扩大 ， 根据“ 事故状况下 自动截断气 源” l 1 的原则 ， 应在天然气管道 、 站场的进 出天然气管 道上设截断阀， 这是防止站 内事故继续扩大的最主要 手 段 。进 出站 阀组 包括 工艺 阀门的设 置及 配置 的执行 机构 ，以及超压 时压力变送器反馈 的信号和联锁关 断， 其最终 目的是截断干线天然气流向站场 。 因此 ， 进出站阀组在功能上是指站场进站管线和 出站管线上独立安装用于防止事故发生和 限制事故 收 稿 日期 2 0l 1 1 2 04 基 金 项 目 中国石油川 I 渝地区天然气管 网调整改造工程北外环集输气管道工程 资助项 目 2 0 0 6 2 1 C 作 者 简 介 毛敏 1 9 7 6 - ， 男 ， 四川乐 山人 ， 工程师 ， 学士 ， 主要从 事油气储运研究与设计工作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m AN。 GAs TRANsP。RT 。N J油 号 储 运 J 1 7 扩大的截 断阀门， 可为 自动阀门， 也可为手动阀门。在 有条件的情况下 ，应尽 可能采用动作可靠 的 自动 阀 门 ， 但 为 防止 紧急 状 况 下 执 行 机 构 自动失 效 ， 截 断 阀 还应具备手动操作的功能。 2 进 出站阀组的设置 2 ． 1 对 规范 的解 读 G B 5 0 3 5 0 2 0 0 5 油 气 集输 设 计 规 范 和 G B 5 0 2 5 1 - 2 0 0 3 输气管道工程设计规范 对集输 系统 、 输 气管 道 工 程进 出 站截 断 阀 的设 置 和要 求 进行 了规 定 ； 而 G B 5 0 1 8 3 2 0 0 4 石油 天然 气工 程设 计 防火规 范 从 防火安全间距等方面对进 出站截断 阀设置的必要性 、 间距 、 位置等进行 了规定 ， G B 5 0 3 5 0 2 0 0 5 油气 集输 设计规范和 GB 5 0 2 5 1 2 0 0 3 输气管道工程设计规 范 均要求执行该规范的规定。 根 据 规 范 ， 在 天 然 气集 输 站 场 中单 井 站应 在 井 口 处设置高低压紧急关断 阀， 当感测 到井 口处压力超高 低 ， 阀门将 自动关断单井站 ； 集气站在进出集气站 的天然气管道上应设截断阀 ，为便于集气管线放空 ， 在截断阀外侧还设置有干线泄压放空 阀， 二者共同构 成进 出站 阀组 。 对于输气管道站场 ， 新建 的首站、 分输站 包括分 输 清管站 、 压气站 、 末站等 ， 其进 出站截断 阀宜单独 设 置 在进 出天 然气 站 场 的天 然气 总管 上 ， 且 为 自动 截 断阀门并具备手动功能， 该阀的控制应纳入整个 E S D 站控 系统 。 规范在设置截断阀上进行了强制性要求 ， 需符合 “ 事故 状况 下 自动 截断 气 源” 的原 则 。 在 设计 中采 取 了 功能分 区 ， 将进出站阀组单独设计成一个 区域 ， 并设 置 在 站场 围墙 附近 。 以输 气管 道 站 场 为例 ， 典 型 输气 站 清管站除外 截断阀组设置方式见 图 1 。 区 游 图 1 典型输气站 清管站除外 截断 阀组设置方式 对 于 清 管 站 ， 一 般 情 况 下 均 采 用 越 站 流 程 ， 其 进 出站截断阀不需单独设置 ， 进出站工艺截断 阀可兼作 E S D紧急截断 阀，且为 自动截断阀 门并具备手 动功 能。清管站截断阀组设置方式见图 2 。 图 2清 管 站截 断 阀组 设 置 方 式 2 ． 2 阀 门选 型 为在事故发生时能迅速关闭， 在有 E S D系统的站 场 ， E S D紧急截 断 阀应 尽 量设 置 自动 操 作和 远 程控 制 系 统 ， 宜采 用 气 液 联 动 或气 动 执 行 机 构 ， 并 可 实 现 就 地手 动操 作 。 气动执行机构采用故障安全 的单电控弹簧复位 执行机构 ， 其动力气源为仪表风或管线内的净化天然 气 引 。 气 液联 动 机 构 是 以管 道 中天 然 气 为 动 力 的液 压 系统 ， 可 以在管道上任何地方使用 ， 是最方便的阀门 驱动方式 。管道动力气经控制 阀输入任一气一 油压力 转换罐 ， 使压力油推动阀门油缸动作 。控制 阀可把另 一 个转换罐与大气连通 ， 使油活塞的另一侧油 回流到 低压罐中。系统 中设有一个可储存一定气体动力的蓄 能罐和备用手摇泵。 一 般 而 言 ， ≥5 0 0的 阀 门 ， 可采 用气 液 联 动 执 行 机构 ； D N 5 O 0的 阀门 ， 可采用 气 动执 行机 构 。气 液 联动 机构和气动机构 失效时 ， E S D紧急截断 阀应 关 断 。 2 ． 3进 出站 阀组位 置 的确定 G B 5 0 1 8 3 2 0 0 4 石油天然气工程设计防火规范 中明确要求“ 截断阀的位置应与工艺装置区保持一定 距离 ， 确保在紧急情况下便于接近和操作 ， 并应设置在 操作方便及在事故发生时能迅速切断气源的地方 ” _ 4 ] 。 根据该要求 ， 站场宜进行功能分区， 将进出站阀组单独 设置成一个区域 ， 并设置在站场围墙附近。 G B 5 0 1 8 3 2 0 0 4 石油天然气工程设计 防火规范 作为与安全相关 的国家标准 ， 其对进出站截断阀的设 置属于强制性条文 ， 必须严格执行 ， 但在进 出站阀组 区与其余装置区的防火间距上， 尚无明确要求。 同样 ， 新颁 布的 S Y ／ T 0 0 4 8 - 2 0 0 9 石 油天然气工 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 8 I N天AT 愿 l 2 0 1 2 年 1 0 月 程总图设计规范 对于进出站阀组区位置的规定也 未涉及 防火间距 ， 在 6 ． 3 ． 3节 “ 气 田生产设施 布置 ” 中 只要 求进 出站 阀组 区应 布 置在 站场 边 缘 ；在 6 ． 4 ． 4节 “ 输油输气管道生产设施布置”中只要求进 出站安全 截断阀布置在工艺操作区的侧面 ， 位于能够方便紧急 切断进 出站场管线 的地 段 。另外 ， C D P M- P C O P 一 0 0 1 2 0 0 9 ／ B 站场建筑及 总图标准 图集 管道篇 只 明确 “ 进 出站 E S D阀组 应根 据工艺 的实际情 况 布置 在 干线进 出站的围墙附近” _ 6 ] 。S Y ／ T0 0 4 8 2 0 0 9 石油天 然气 工程 总 图设计 规范 和 C D P M P C O P 一 0 0 1 2 0 0 9 ／ B { 站场建筑及总图标 准图集 管道篇 中对 出 站阀组区的设置要求具有一致性 ， 但对于阀组区与其 它工艺装置区设备的具体间距未作量化 。 因此 ， 通 过对 比 ， 在川 渝 地 区工 程 中 ， 应 严 格 执行 G B 5 0 1 8 3 2 0 0 4 { 石油天然气工程设计防火规范 较高 标准 ， 将进 出站阀组 区单独设置 ， 该 区与其余 装置区 的防火间距按 G B 5 0 1 8 3 2 0 0 4 石油天然气工程设计 防火规范 中表 5 ． 2 ． 2 2 “ 装 置内部 的防火间距 ” 中甲 与 甲 类装置 的防火间距计算 ， 即按 9 m的防火间距考 虑 。 进 出站阀组 的位置应放在安全可靠和方便操作 的地方 ， 在事故状态下易于接近且便于操作 ， 以便 当 厂、 站或装置发生火灾或泄漏事故时能及时就地关闭 而不受火灾等事故影响口 ] ， 故推荐 a 对于新建的首站 、 分输站 包括分输清管站 、 压气站 、 末站 ， 进出站截断阀门、 干线放空阀等作为阀 组 区 ，宜单 独设 立 于站场 围墙外 侧 并 用 围墙 隔离 ， 或 单 独设 置 于站 外 阀室 中并 与工 艺 装 置 区保 持 一 定 距 离。当站内出现事故时 ， 进出站截断阀门不致于被损 坏且操作人员可从站外进入进 出站阀组区 ， 操作该阀 门。 b 对于一般的清管站 ， 进出站截断阀门与清管收 发球 筒 、 干 线放 空 阀等 可作 为 进 出站 区并 与工 艺 装 置 区保持一 定距离 ， 该距 离需满足两项要求 确保在紧 急情况下进 出站截断阀门不被损坏 ； 操作人员能对该 阀进行操作隅 ] 。 3 川渝地 区输气站场进 出站 阀组设置 近几年的川渝地区长输 管道如南干线西段 、 北 内 环 、 肖石线 、 卧长线 、 南东段等工程中 ， 各站场均设置 进出站 E S D截断阀， 且根据截断阀口径大小采用气液 联动或气动执行机构。将进 出站截断阀和站场采用单 独的围墙隔离 ， 并保证 9 n l 的防火 间距 ， 站场事故 发 生后 ， 操作人员仍可接近截断阀， 将截断阀关闭。 川 1 内集输站场 由于受地形 和占地面积的限制 ， 对 进 出站截断 阀和站场其它装置间的间距并没有作特 别 的规定 。一般 是将 进 出站截 断 阀和站 场采 用单独 的 围墙 隔 离 ， 站 场 事故 发 生 后 ， 操 作 人 员 仍 然可 以接 近 截 断 阀 ， 将 截 断 阀关 闭。 川东北高含硫气 田工程进 出站截 断阀采用气动 或者气液联动的模式 ，阀门设置为失效关 的状态 ， 未 将进出站截断阀单独隔离 。在事故发生时 ， 可以确保 自动切 断 。 4 结论 总 的来说 ， 进 出站 阀组 的设 置在 以往 工 程 和现 在 的工程上做法不一 ，各个气 田的做法也有一定差别。 新疆气 田进出站 阀组 区距离站场较远 ， 而四川 I 气 田受 地形条件 、 周 围人居环境限制 ， 无法做到， 所 以必须采 取其他行之有效的措施 ， 如提高设备选型采用 E S D阀 门， 提高工艺控制水平 ， 优化总图布置等 ， 满 足工艺安 全 的需要 。 参考文献 [ 1 ] G B 5 0 2 5 1 2 0 0 3 ， 输气管道工程设计规 范[ s ] ． [ 2 ] G B 5 0 3 5 0 2 0 0 5 ， 油气集输设 计规 范[ s ] ． [ 3 ] 孙在 蓉， 陈 凤 ， 余 汉成 ， 等． 输气站场进 出截断阀设置分析 与推荐作 法[ R] ， 成都 中国石油集 团工程设计有 限责任 公 司 西 南分 公 司 ． 2 0 0 8 ． [ 4 ] G B 5 0 1 8 3 - 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